(浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 浙江宁波 315722)
摘要：为解决卸船机在卸煤过程中产生扬尘问题，提出在卸船机上安装具有高效抑尘作用的微米级干雾抑尘装置，本文介绍了干雾抑尘的抑尘原理及系统组成，并针对卸船机作业过程中具体起尘原因设置干雾抑尘点，有效地控制粉尘污染。
关键字：卸船机 粉尘污染 干雾抑尘
1.前言
码头卸船机在物料装卸及输送过程中产生大量的粉尘外溢，造成燃煤运输损耗，外溢的煤粉不仅对设备有很强的腐蚀性，更对环境造成严重的污染。作业现场为露天环境，属无组织排放，传统的干式除尘无法在现场形成负压条件，无法对粉尘进行有效集尘；而传统湿式除尘（水喷淋）因水颗粒大，无法对细小的煤尘颗粒进行有效地吸附、凝结、沉降。为解决卸船机卸煤过程中的扬尘问题，提出采用微米级干雾抑尘方式进行现场粉尘污染治理。
2.微米级干雾抑尘装置简介
2.1抑尘原理
微米级干雾抑尘装置是由压缩空气驱动声波震荡器，通过高频声波的音爆作用在喷头共振室处将水高度雾化，产生10µm以下的微细水雾颗粒（直径10µm以下的雾称干雾）喷向起尘点，使水雾颗粒与粉尘颗粒相互碰撞、粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降,达到抑尘的作用。
粉尘可以通过水粘结而聚结增大，但那些最细小的粉尘（如PM10-PM2.5）只有当水滴很小（如干雾）或加入化学剂（如表面活性剂）减小水表面张力时才会聚结成团。如果水雾颗粒直径大于粉尘颗粒，那么粉尘仅随水雾颗粒周围气流而运动，水雾颗粒和粉尘颗粒接触很少或者根本没有机会接触，则达不到抑尘作用；如果水雾颗粒与粉尘颗粒大小接近，粉尘颗粒随气流运动时就会与水雾颗粒碰撞、接触而粘结一起。水雾颗粒越小，聚结机率则越大，随着聚结的粉尘团变大加重，从而很容易降落。水雾对粉尘的“捕捉”作用就形成了。
综上所述，当水雾颗粒的粒径与粉尘颗粒的粒径大小相近，且雾量较大时，空气中的水蒸汽迅速饱和，饱和的水蒸汽与粉尘碰撞、接触并凝聚在一起，达到一定的重量后沉降下来，这就是微米级干雾抑尘技术的除尘原理。
2.2系统组成
微米级干雾抑尘装置采用模块化设计技术。由微米级干雾机、水气分配器(或干雾箱控制器)、万向节总成（或干雾箱总成）、螺杆式空气压缩机、水气连接管线、电伴热系统和自动控制系统等组成。
3.卸船机干雾抑尘改造
3.1.卸船机起尘原因分析
物料在转接过程中，落料溜槽内、受料皮带机的导料槽内等由于落差产生诱导气流，诱导物料产生的粉尘沿溜槽、导料槽内的空隙处溢出，飞散至空气中。
起尘原因一：桥式卸船机作业时，煤料从抓斗中下落至落料斗，物料下落引起周围空气发生扰动，扰动气流在运动时，会带动小颗粒物料飞扬，产生扬尘；煤料落入料仓时，势能释放，反弹后与后续落入的物料相撞，在落料点产生大量粉尘；料仓中不断增加的物料置换出仓内的空气，引起反冲气流，会带动落入料仓的小颗粒物料向上反冲，加剧料仓粉尘产生。煤料落入料仓点引起的粉尘飞散是现场主要的污染源。
起尘原因二：料仓下部给料输送物料时，因物料间的相互碰撞、物料与仓体内壁的摩擦、撞击也会产生大量的粉尘，经液压推杆向下落料时，粉尘会从接口中飞散、溢出。
起尘原因三：经缓冲仓、落料传送皮带机导料槽，因物料在溜槽内落入皮带机导料槽，物料势能释放，物料与物料间、物料与溜槽间、物料与导料槽壁间发生频繁的碰撞、摩擦，会产生大量的粉尘，在导料槽密封不佳的情况下，粉尘会延导料槽与皮带机接口处飞散、溢出。
3.2.卸船机干雾抑尘方案设计
根据卸船机卸煤过程中的起尘原因，在卸船机上布置干雾抑尘点。
3.2.1.干雾抑尘点配置
根据起尘原因分析，对卸船机干雾抑尘点进行配置。
3.2.1.1.受料漏斗点配置
如图2.在卸船机上部方形受料漏斗处共设计安装8套干雾箱总成、2套SLK-A干雾箱控制器和8套SLK-W干雾箱控制器。即在每侧防尘隔板上部各设计安装4套干雾箱总成，干雾箱总成的安装高度距受料漏斗篦子距离1.8米左右（具体安装高度依据现场实际情况调整），干雾箱总成最快喷雾周期50秒，喷雾时间为15秒。每侧干雾箱总成配置1套SLK-A干雾箱控制器，每个干雾箱总成前端配置1套SLK-W干雾箱控制器。
图2.喷嘴在料斗配置图
3.2.1.2.振动给料机点配置
如图3.在给料机落料口密封罩设计安装4个万向节总成和1套水气分配器，喷雾时间为连续，万向节总成的运行信号与给料机的运行信号连锁。
图3.喷嘴在振动给料机配置图
3.2.1.3.皮带机落料点配置
如图4.在受料带式输送机受料导料槽上设计安装6个万向节总成和1套水气分配器，即在受料点上游皮带密封罩上设计安装1个万向节总成，在受料点下游皮带密封罩上设计安装5个万向节总成，喷雾时间为连续，万向节总成的运行信号与给料机的运行信号连锁。
图4.喷嘴在皮带机配置图
3.3.干雾抑尘系统主机布置
微米级干雾抑尘系统的水箱采用在卸船机上部原有的防腐水箱，位置不变，增压泵取代原多级泵，在卸船机1层空置场地新搭建一个设备平台，微米级干雾机、螺杆式空压机、储气罐、控制柜等设备安装在新搭建的设备平台上。
4.效益分析
微米级干雾抑尘技术与原喷水除尘相比：
(1)除尘效率高，在风速小于等于2m/s时，除尘效率高达80%；
(2)耗水量小，干雾抑尘系统用水量是喷水除尘系统的20%；
(3)煤料湿度增加重量比小，减少煤炭的热值损失，同时减少皮带湿度，防止皮带打滑、跑偏。
根据有关统计数据，在露天堆存、转运、装卸等作业过程中，因粉尘飘散造成的煤炭年损失率约为6%-8%，装船作业是粉尘飘散造成煤炭损失的重要环节。
2016年我厂共来船130艘，按每艘船（4万吨）抑尘效果5吨计算，5000卡来煤单价650元/吨，
节约煤C1=130×5×650=42.25（万元）。
原喷水系统水耗量20m3/h,干雾抑尘水耗量3.03m3/h,#2卸船机年运行时间3835h,
节约水C2=（20-3.03）×3835×2=13.02（万元）。
新增干雾抑尘整套系统功率50.5kw，年使用时间2000h，电价0.4元/ kw•h，
电成本C3=50.5×2000×0.4=4.04（万元）。
总节支C= C1 +C2 -C3 =51.23（万元）。
扣除设备维护成本，预计2-3收回项目投资成本。
5.总结
微米级干雾抑尘装置在卸船机上的应用，能够极大的抑制卸煤过程中的粉尘污染，减少煤料卸载的损耗。同时，在减少水耗量的情况下达到更高的抑尘效率，响应国家节能减排及治理PM2.5的号召，为治理港口装卸载物料中出现的粉尘污染问题提出了新思路。
论文作者:洪梦雷
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
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